ESTUDIO DE LOS MÉTODOS DE ANÁLISIS BASADOS EN LA SUPERPOSICIÓN DE LOS COMPONENTES DE SOCAVACIÓN...

8/17/2019 ESTUDIO DE LOS MÉTODOS DE ANÁLISIS BASADOS EN LA SUPERPOSICIÓN DE LOS COMPONENTES DE SOCAVACIÓN PARA PILARES COMPLEJOS APLICADOS AL PUENTE REQUE

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ESTUDIO DE LOS MÉTODOS DE ANÁLISISBASADOS EN LA SUPERPOSICIÓN DE LOS

COMPONENTES DE SOCAVACIÓN PARAPILARES COMPLEJOS APLICADOS

AL PUENTE REQUE

STUDY OF METHODS OF ANALYSIS BASED ON

OVERLAY SCOUR COMPONENTS FOR APPLIED TO COMPLEX

BRIDGE PILLARS REQUE

Guillermo Gustavo Arriola Carrasco1

Luis Miguel Bejarano Trujillo2

Fecha de recepción: 18 marzo 2013Fecha de aceptación: 28 junio 2013

Resumen

Las oportunidades de interacción y cruce entre nuestras redes viales yríos son muy frecuentes, siendo los puentes los que ayudan al transporte. Cabeindicar también que los puentes fallan principalmente por problemas hidráuli-cos según las estadísticas mundiales, sin embargo la necesidad de minimizarestas fallas ha llevado a desarrollar una gran cantidad de investigaciones. Ade-

más la aplicabilidad de todas estas investigaciones se resumen en fórmulas y

(1) Adscripto en Consultora Ingenierías, Bachiller; Institución Privada, Chiclayo. Perú. [email protected]

(2) Adscripto en Consultora Ingenierías, Bachiller; Institución Privada, Chachapoyas. Perú. [email protected]


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modelos de laboratorio a escala con el fin de establecer metodologías predicti-vas para calcular las profundidades de erosión potencial tanto en puentes exis-tentes como en la formulación del proyecto de muchos otros.

Este tema seguirá interesando a toda la comunidad de ingenieros pormucho tiempo hasta que se pueda tener más claridad sobre los mejores y ade-cuados métodos para evaluar a un puente desde el punto de vista hidráuilico,principalmente en la socavación de los pilares, ya que estos elemementos es-tructurales del puente son sometidos a la acción constante del agua durantetoda su vida útil, buscando de esta manera establecer una interacción entre elpuente que se construye y el río que lo cruza.

La socavación en pilares complejos, es una de las principales causas defallas de puentes en todo el mundo que aún no han sido analizadas en su totali-dad en nuestro país. Además existen numerosas fórmulas para el cálculo de lasocavación originada por los pilares de puentes y por los estribos peor aún lasque no se han tomado en cuenta para pilares complejos, y siguen apareciendootras para situaciones particulares, cuyos resultados difieren notablemente dela realidad, tendiendo a sobrestimar la profundidad de socavación en condicio-nes naturales.

Actualmente en el Puente Reque estos conceptos no han sido aplicadosen manera conjunta debido al empleo de criterios conservadores que de unamanera u otra no reflejan lo que en un futuro no muy lejano pueda pasar en

este puente que es una de las principales arterias de comunicación de nuestraRegión Lambayecana.

2. Materiales y métodos

2.1. Hipótesis de la investigación

Luego la hipótesis que se pretendió demostrar a partir de la teoría plan-teada es la siguiente: “Los métodos de análisis basados en la superposición delos componentes de socavación para pilares complejos más recomendables,que se podrán aplicar al Puente Reque son los de la HEC - 18 de los E.E.U.U.,Melville, Sheppard, Coleman y Hancu”.

2.2. Variables

Variable única: Análisis de los métodos por superposición de componen-tes de socavación para pilares complejos.

ARRIOLA, G. BEJARANO, L. Estudio de los métodos de análisis basados en la superposición de los componentes desocavación para pilares complejos aplicados al puente Reque. Rev. Tzhoecoen VOL. 5 / Nº 1: 177-198, ISSN: 1997-3985/2013


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Indicadores: Caudal del Río, Geometría del Río, Tirante hidráulico, Áreahidráulica, Pendiente y Cotas, Distribución del material que componen el cauce,Nivel de socavación.

2.3. Tipo de investigación

El tipo de investigación que se aplicará será del tipo aplicada.

2.4. Estrategia de demostración de la hipótesis

Para analizar las diversas metodologías predictivas en el cálculo de so-cavación de pilares por el método de superposición de componentes aplicado alpuente Reque, se seleccionaran los siguientes:

2.5. Etapas realizadas

A. Recopilación de la Información

Recopilación y Evaluación de la información obtenida referidas a la in-vestigación.

Información topográfica del cauce del Río en la zona de influencia, con-siderada en el estudio.

Estudio de suelos que se basó principalmente en la distribución de ma-terial en los pilares del puente Reque.

Planos del Puente (Puente Reque), en la que se tenga el levantamientode la estructura existente, con los niveles de la losa, elementos de apoyo, tanto

pilares como pilotes.

B. Trabajo de Campo

Se realizaron visitas de campo y recolección de información en la ubica-ción del puente, caudales de máximas avenidas del río luego la determinaciónde las características y parámetros hidráulicas del río donde se encuentra el



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puente en estudio y por último se determinó los parámetros más importantesdel material del cauce sedimentos del cauce.

C. Fase de gabinete

Consiste en el procesamiento, análisis, determinación de los paráme-tros de estimación de caudales de diseño y valores de socavación máxima enla zona de los pilares. Luego se aplicarán las ecuaciones correspondientes delas diferentes metodologías basadas en la superposición de los componentesde socavación para pilares complejos aplicados al Puente Reque. También seevaluarán los resultados obtenidos y se harán las comparaciones y finalmentese seleccionaran las metodologías recomendables por su mayor aproximacióna la realidad.

2.6. Población y muestra

La población y la muestra fue el Puente Reque, al que se le aplicó las di-ferentes metodologías predictivas para la socavación en los pilares complejos.

2.7. Materiales y equipos

Los materiales y equipos que se han empleado son los siguientes:

3. Resultados

Análisis de la información pluviométrica y distribución de frecuenciasLas fuentes de obtención de los datos de Precipitación, son las estacio-

nes Pluviométricas, constituyéndose esta información en el fundamento prin-cipal de todo el análisis pluviométrico realizado, luego los resultados obtenidosestán en dependencia de la cantidad de los datos disponibles.

El análisis pluviométrico se desarrolló con datos correspondientes a lasPrecipitaciones máximas diarias anuales de las siguientes estaciones Pluvio-métricas:



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N° OR-DEN

ESTACIONPLUVIOMETRICA

LATITUD LONGITUD ALTITUD(m.s.n.m.)

CUENCA

1 LAMBAYEQUE 6°42´ S 79°55´ W 18.00 CHANCAY2 FERREÑAFE 6°38´ S 79°47´ W 67.00 CHANCAY

3 CHICLAYO 6°46´ S 79°50´ W 27.00 CHANCAY

4 PUCALA 6°45´ S 79°36´ W 85.00 CHANCAY

5 TINAJONES 6°40´ S 79°29´ W 240.00 CHANCAY

6 REQUE 6°53´ S 79°51´ W 21.00 CHANCAY

7 PIMENTEL 6°50´ S 79° 56´ W 4.00 CHANCAY

8 PUCHACA 6°21´ S 79°28´ W 500.00 LA LECHE

9 TOCMOCHE 6°25´ S 79°22´ W 1250.00 LE LECHE10 LLAMA 6°30´ S 79° 07´ W 2090.00 CHANCAY

11 HUAMBOS 6°27´ S 78°58´ W 2200.00 CHANCAY

12 SANTA CRUZ 6°37´ S 78°57´ W 2000.00 CHANCAY

13 CHANCAY BAÑOS 6°34´ S 78°52´ W 1600.00 CHANCAY

14 CHUGUR 6°40´ S 78°40´ W 2744.00 CHANCAY

15 QUILCATE 6°49´ S 78°44´ W 3100.00 CHANCAY

16 COCHABAMBA 6°28´ S 78°53´ W 1800.00 CHANCAY

El análisis está orientado a encontrar la distribución de frecuencias devalores extremos que más se ajuste a los datos observados para cada estación,obteniéndose los resultados de acuerdo al comportamiento de la serie de datosde cada estación. Este análisis incluye los valores extremos de los años extraor-dinarios de 1983 y 1998. El registro que se tomó en cuenta para dicho análisises desde el año 1965 al 2009.

También se consideró como las estaciones índices para completar losdatos faltantes de las otras estaciones a las siguientes: Lambayeque, Huambosy Chugur por ser todas las estaciones cercanas unas de otras y por su consis-tencia de los datos que se han registrado. De acuerdo a los resultados obteni-dos, presentamos en los siguientes cuadros comparativos las precipitacionespara los dos métodos analizados, para diferentes años de periodo de retorno:


Fuente: registro pluviométrico.


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T Z H O E C O E N

1 8 3

ESTACION DISTRIBUCION DE PERIODOS DE

MAYOR AJUSTE 2 5 10 25 50

LAMBAYEQUE Log Pearson Tipo III 7.13 16.59 26.41 44.16 62.15

FERREÑAFE Log Pearson Tipo III 7.96 21.00 37.23 71.95 113.18CHICLAYO Log Pearson Tipo III 21.16 56.45 86.32 137.09 185.81

PUCALA Gumbel Tipo I 5.89 41.37 64.92 94.74 116.72

TINAJONES Gumbel Tipo I 11.63 81.77 128.33 187.30 230.75

REQUE Log Pearson Tipo III 5.98 13.56 21.91 38.19 55.96

PIMENTEL Log Pearson Tipo III 33.11 72.93 111.53 177.28 240.06

PUCHACA Log Pearson Tipo III 35.66 72.65 101.99 143.05 175.72

TOCMOCHE Log Pearson Tipo III 44.94 76.54 94.77 113.94 125.99

LLAMA Log Pearson Tipo III 52.15 70.71 81.16 92.58 100.01HUAMBOS Log Pearson Tipo III 51.10 66.23 73.49 80.39 84.42

SANTA CRUZ Log Pearson Tipo III 35.90 49.43 58.28 69.21 77.89

CHANCAY BAÑOS Log Pearson Tipo III 48.79 61.66 68.63 76.09 80.87

CHUGUR Log Pearson Tipo III 45.56 56.36 61.93 67.08 71.22

QUILCATE Log Pearson Tipo III 24.39 32.47 37.49 43.51 47.79

COCHABAMBA Log Pearson Tipo III 61.82 79.15 87.15 94.59 98.69

Fuente: registro pluviométrico.


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Análisis de la información hidrométrica

Antes de proceder al análisis se debe contar con los caudales máximos

diarios mensuales anuales del Río Reque, debido a que no se dispone de regis-tros de aforos de dicho río, por eso se ha recurrido a la información hidromé-trica disponible histórica de las Estaciones Carhuaquero – Racarumi (1914 al2009). Para efectos de la presente investigación se ha utilizado solo los datosregistrados en la estación Racarumi que registra las descargas del río Chancay(1966 al 2009). Con los datos de los caudales máximos se ha realizado el aná-lisis estadístico de frecuencias con la finalidad de obtener las descargas paraperíodos de retorno de 5, 10, 25, 50, 100, 200, 500, 1000. Estos datos tambiénpermitirán calcular los parámetros hidráulicos a definir para la evaluación hi-dráulica del Puente Reque.

Para determinar los caudales máximos se emplearon los métodos es-tadísticos y un modelo de simulación hidrológica con el programa HEC – HMSv3.5.

Los métodos estadísticos, se basan en considerar que el caudal máximoanual, es una variable aleatoria que tiene una cierta distribución. Para utilizar-los se requiere tener como datos, el registro de caudales máximos anuales,cuanto mayor sea el tamaño de registro, mayor será también la aproximacióndel cálculo del caudal de diseño, el cual se calcula para un determinado pe-ríodo de retorno. Por lo general, en los proyectos donde se desea determinar

el caudal de diseño, se cuenta con pocos años de registro, por lo que, la curvade distribución de probabilidades de los caudales máximos, se tiene que pro-longar en su extremo, si se quiere inferir un caudal con un periodo de retornomayor al tamaño del registro. En forma práctica, se recomienda escoger variasdistribuciones y ver cual se ajusta mejor; esto requiere que se tengan los datosnecesarios para poder aplicar alguna prueba estadística, como la prueba debondad de ajuste.

Se presenta a continuación una tabla con los resultados obtenidos:



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T (años) NASH LEBEDIEV LOG PEARSON III GUMBEL

5 313.20 287.55 263.97 327.96

10 378.63 379.98 324.24 403.3725 463.08 520.15 405.31 546.44

50 526.61 549.70 469.05 609.24

100 590.18 700.60 535.77 672.03

200 653.88 805.75 605.74 734.83

475 733.58 959.72 686.31 813.19

500 738.31 971.45 731.49 817.84

1000 802.33 1035.77 1038.27 880.64

En el gráfico siguiente se puede observar que la distribución que se acer-ca a la línea de registro es la del Método de Lebediev, por eso se escogerá esemétodo, cuyos caudales son:

T (años) Q (m3/s)

50 549.70

100 700.60

500 971.45

Finalmente considerando un período de 500 años, por el método de Le-bediev, el cual sería de 971.45 m3/s. Luego los caudales en el Puente Reque,según el MTC y para los diferentes periodos de retorno son el doble de los obte-nidos por el presente estudio (FIAU – USS) para el “Puente Reque”. En el estu-dio hidrológico del MTC utilizan un registro de aforos comprendidos entre 1914a 1998, que corresponde a las estaciones de aforo de Carhuaquero – Racarru-mi; lo cual no es correcto, debido a que desde 1914 a 1965 los datos pertenecensólo a la Estación Carhuaquero.

Para el procedimiento de simulación nos basamos principalmente en losaportes que recibe el curso principal (Río Chancay) en zonas altas a más de2000 m.s.n.m. como Llama, Chugur, Quilcate, Santa Cruz y Huambos, pues lasestaciones que se encuentran en estas zonas son las que registran precipita-ciones altas, en comparación con las estaciones que se encuentran en menoraltitud y muy cerca a las costas del Océano Pacífico, pero que sin embargo en


Fuente: Prueba de bondad de ajuste.

Fuente: Resultadosdel método de Lebediev.


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épocas de máximos eventos como el ocurrido en 1998 (Fenómeno del Niño) au-mentaron considerablemente su registro en ese año y de esta manera generóun caudal de 1998 m3/s en las inmediaciones del Puente Reque ocasionando la

caída del mismo en ese año.

Entonces al no contar con la información hidrométrica de cada una de lasquebradas de aporte a cada subcuenca (es decir que cada una de las 16 esta-ciones que se emplearon en el presente estudio se tomaron como subcuencas);se procedió entonces a desarrollar un modelo de Precipitación – Escorrentíapara la obtención de caudales de avenida en dichas quebradas. Es por eso queel modelo se ha basado en dichas características ya que el programa Hidrolo-gyc Modeling System (HMS v.3.50 para Windows) emplea las precipitacionesmáximas en 24 horas para generar los caudales en los lugares de interés quese quieran analizar.

A continuación se presentan el desarrollo del esquema hidrográfico si-mulado con el programa HEC - HMS v. 3.50 (ver imagen), así como el resultadopara un periodo de retorno de 50 años en la Estación Reque el cual arrojo uncaudal de 2075.00 m3/s.



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F u e n t e : P r o g r a m a H E

C - H M S .

E s q u e m a H i d r o g r á fi c o d e C a r h u a q u e r o


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sedimentación y erosión por estrangulamiento del cauce (zona del puente). Elresultado gráfico se presenta en una relación de planos de zonas inundables.

Pendiente del cauce

Se calculó empleando el criterio de Taylor y Schwars, según esta me-todología la pendiente promedio del cauce principal se ha estimado en: S =0.16345 m/m.

Geología del área de fundación de la estructura

Se procedió a realizar los ensayos correspondientes en la sección de in-terés (sección del Puente Reque), para de esta manera validar los resultadosobtenidos del estudio realizado por el MTC en el año 2005.

Cálculos hidráulicos

Con los caudales obtenidos por simulación hidrológica mostrado en elcorrespondiente ítem del Estudio Hidrológico de la presente investigación, paraperíodos de recurrencia de 5, 10, 25, 50, 100, 200, 500 y 1000 años, se aplicó elmodelo hidráulico de simulación del flujo con el programa HEC – RAS v.4.00. ElHEC – RAS (Hydrologic Engineering Center – River Analysis System, traducidoal español Centro de Ingeniería Hidrológica – Sistema de Análisis de Ríos), esuna aplicación que permite la modelación hidráulica en régimen permanente y

no permanente de cauces abiertos, ríos y canales artificiales, desarrollada porel Centro de Ingeniería Hidrológica del Cuerpo de Ingenieros de la Armada delos E.E.U.U. (U.S. Army Corps of Enginners).

Análisis de los métodos basados en la superposición de los componen-tes de socavación para pilares complejos

Metodología planteada por la HEC (Hydrologyc Engineering Center –Centro de Ingeniería Hidrológica del Cuerpo de Ingenieros de la Armada deE.E.U.U.)

Los componentes de socavación para pilares complejos se encuentranilustrados en la figura. La figura se complementa con la definición de varia-bles. Nótese que la placa de cimentación puede encontrase por encima de lasuperficie del agua, en la superficie del agua o en el lecho. El grupo de pilotestal y como se aprecia en el gráfico, es un grupo organizado en filas o colum-nas. En otros casos, es probable que se requieran sistemas de fundación conconfiguraciones más complejas. Los métodos que se recomiendan pueden dar



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profundidades de socavación mayor o menor, por lo que se requiere del buen juicio del ingeniero.

Metodología de Melville

La metodología fue desarrollada en la Universidad de Auckland (NuevaZelandia) y está basado en curvas envolventes a datos experimentales obteni-dos en su mayoría de ensayos de laboratorio. Otros autores consideran que elmétodo propuesto por Melville para estimar profundidades de socavación deequilibrio en pilares es muy aceptable, ya que ilustra sobre la sensibilidad de lasocavación ante parámetros como caudal, sedimentos del lecho y condiciones

de la pila. A continuación se presenta dicha ecuación propuesta por Melville:

¯K Kf K Kh

D K Kiads

Metodología de Sheppard

A partir de los resultados de las experiencias desarrolladas en la Uni-versidad de Florida y en la FHWA, Sheppard (2003) desarrollo una metodología

para predecir la socavación producida por pilas complejas con el formato gene-ral que se esquematiza en la siguiente figura:

Finalmente Sheppard propone la siguiente ecuación para la socavaciónen pilares de puentes, como parte del conjunto de componentes de socavación,luego al igual que el método anterior se les suma la socavación generada porla placa de cimentación y también de los pilotes, determinando de esa manerala socavación total.


Placa de Pilotes

Fuente: Metodología HEC (Hydrogyc Engineering Center)


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d

a f

Vc

V f

a

h f Kf 5.2 321

a

ds

Metodología de Coleman

Las consideraciones para fundaciones complejas según Coleman estareferidas al análisis de fundaciones en ríos donde se han construido puentes,combinando las limitaciones que pueda generar el proceso constructivo. Tam-bién se consideran a la degradación y el nivel de contracción que puedan gene-rar, para ello los resultados cambian cuando el pilar o los pilares en relación alrío varían en la combinación de tres elementos estructurales como son: el pilar

o pilares, la placa de cimentación, y el grupo de pilotes siendo expuestos a lacorriente, y diferentes profundidades de socavación.


Esquema de Socavación

Fuente: Metodología de sheppard.


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Finalmente Coleman propone la siguiente ecuación para la socavaciónen pilares de puentes:

Metodología de Hancu

Propuso la siguiente ecuación para la predicción de la socavación en pi-lares de puentes:


Socavación en pilares de fuentes

Fuente: Detalle del análisis según Coleman.


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Luego al igual que los métodos anteriores se les suma la socavación ge-nerada por la placa de cimentación y también de los pilotes, determinando deesa manera la socavación total.

Resultados finales

Los resultados obtenidos fueron para los dos pilares tanto para el pilarcentral producto de la ampliación, como para el pilar central antiguo.

CUADRO COMPARATIVO DE LA SOCAVACIÓN TOTAL DE LOS DIFERENTESMÉTODOS APLICADOS POR LOS TESISTAS CON LOS OBTENIDOS DEL ES-

TUDIO DEFINIDO DE AMPLIACIÓN DEL PUENTE REQUE – MTC – AÑO – 2007(PILAR CENTRAL PRODUCTO DE LA AMPLIACIÓN DEL PUNETE REQUE)

MÉTODOS PROFUNDIDAD DELA SOCAVACIÓNTOTAL (m)

ESTUDIO DE AMPLIACIÓN DEL PUENTE DEREQUE – MTC AÑO 2007

14.000

METODOLOGÍA PLANETADA POR LA HEC(HYDROLOGYC ENGINEERING CENTER – CENTRODE INGENIERÍA HIDROLOGÍA DELL CUERPO DEINGENIEROS DE LA ARMADA DE E.E.U.U.) – HEC 18

13.941

METOLOGÍA DE MELVILLE 18.062

METODOLOGÍA DE SHEPPARD 14.166

METODOLOGÍA DE COLEMAN 13.742

MÉTODO DE HANCU 13.759


Fuente: Elaboración de autores.


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CUADRO COMPARATIVO DE LA SOCAVACIÓN TOTAL DE LOS DIFERENTESMÉTODOS APLICADOS POR LOS TESISTAS CON LOS OBTENIDOS DEL

ESTUDIO GEOLÓGICO, GEOTÉCNICO, HIDROLÓGICO Y DE LA HIDRÁULICA

FLUVIAL PARA EL REFORZAMIENTO Y AMPLIACIÓN DEL PUENTE REQUE –MTC – AÑO – 2005 (PILAR CENTRAL ANTIGUO DEL PUENTE REQUE)

MÉTODOSPROFUNDIDAD DE

LA SOCAVACIÓNTOTAL (m)

ESTUDIO GEOLÓGICO, GEOTÉCNICO, HIDROLÓGICOY DE LA HIDRÁULICA FLUVIAL PARA EL REFORZA-MIENTO Y AMPLIACIÓN DEL PUENTE REQUE – (MTC– AÑO – 2005)

13.500

METODOLOGÍA PLANETADA POR LA HEC (HYDROLO-GYC ENGINEERING CENTER – CENTRO DE INGENIE-RÍA HIDROLOGÍA DEL CUERPO DE INGENIEROS DELA ARMADA DE E.E.U.U.) – HEC 18

14.913

METOLOGÍA DE MELVILLE 19.524

METODOLOGÍA DE SHEPPARD 12.692

METODOLOGÍA DE COLEMAN 12.584

MÉTODO DE HANCU 12.771

4. Discusión

La metodología HEC – 18, es la más sobresaliente, introduce a sus cál-culos, factores que netamente influyen en el proceso de socavación (Forma dePila, Angulo de Ataque del Flujo, Ancho de la Pila, Velocidad, Sedimento, D50,Gravedad), además adhiere a sus fórmulas las características geométricas delos dos Pilares (Longitud, Ancho, Altura, Espesor de la Pila, de la Losa de Ci-mentación y Pilotes). Así también optimiza variables influyentes en la socava-ción, para analizarla producto del Grupo de Pilotes, Losa de Cimentación y Pila,

y calcula la socavación general estimada sumando las 03 variables encontra-das.

La metodología de Melville, recomienda usar un valor Ki (Factor de co-rrección por intensidad de flujo) que por condiciones prácticas del autor siem-pre adopta 2.40, dato que al ser afectado a la fórmula principal incrementadirectamente a más del doble, de la socavación calculada.


Fuente: Elaboración de autores.


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La metodología de Sheppard también destaca, porque introduce a suscálculos factores que netamente influyen en el proceso de socavación (Formade Pila), pero no relaciona a sus fórmulas la Socavación producto de la Losa de

Fundación, o el Grupo de Pilotes.La metodología de Coleman, también resalta, porque introduce a sus

cálculos factores que netamente influyen en el proceso de socavación (Formade Pila), pero no relaciona a sus fórmulas la Socavación producto de la Losa deFundación, o el Grupo de Pilotes.

La metodología de Hancu, también prevalece porque introduce a sus cál-culos factores que netamente influyen en el proceso de socavación (Forma dePila), pero no relaciona a sus fórmulas la Socavación producto de la Losa deFundación, o el Grupo de Pilotes. Así también introduce a su fórmula general el

parámetro de la densidad del material del pilar, con el que ha sido usado en suconstrucción (f´c = 280.00 Kg/cm2), y la densidad propia del agua en condicio-nes normales (Ð = 1000.00 Kg/m3).

5. Conclusiones

1. De acuerdo al estudio de Ensayo de Materiales aplicados para lapresente tesis, en el área en el cual se ubica el “Puente Reque”ha dado lugar a una configuración estratigráfica particular conunidades características bien diferenciadas y definidas. Un nivelconformado por suelos de origen reciente (arenas, limos, arcillas,gravas) a 10m de profundidad aproximadamente. En el cauce delRío Chancay (Reque), sección donde se ubica el Puente Reque, alestar conformado por los materiales descritos está sujeto a proce-sos de socavación.

2. Según los resultados obtenidos del Ensayo de Mecánica de Suelosy comparados con los del “Estudio Geológico, Geotécnico Hidro-lógico y de Hidráulica Fluvial Para el Reforzamiento y Ampliacióndel Puente Reque” (MTC – Año 2005), se comprueba que tanto elPilar Central Antiguo, como el Pilar Producto de la Ampliación

del Puente Reque, se encuentra desplantados sobre suelo arenolimoso (en menor proporción niveles de grava).

3. Consideramos que el método más apropiado, por la diversidad defórmulas utilizadas para estimar la Socavación es la Metodologíaplanteada por la HEC (Hydrologyc Engineering Center – Centro deIngeniería Hidrológica del Cuerpo de Ingenieros de la Armada de



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E.E.U.U. / HEC – 18), esta actúa en el puente originando una so-cavación para el Pilar Central Antiguo, de 14.913 metros, y para elPilar Central Producto de la Ampliación de 13.941 metros.

4. En relación al estudio comparativo se observa que la MetodologíaMelville según los parámetros que establece; asume un nivel desocavación muy por encima de todos los métodos empleados; asíla Metodología de Sheppard, Metodología de Coleman, Metodolo-gía de Hancu, tiene un comportamiento aproximadamente similaral HEC – 18, dando valores que se asemejan entre sí.

5. Desestimamos en su totalidad el método de Melville, dado que susecuaciones intervienen rangos que aun a la fecha están en estudio.

6. La profundidad de socavación es una variable no determina-da en su exactitud puesto que depende de variables hidráulicascomo caudal, profundidad del flujo y velocidad, ya que tienenasociada a ellas una distribución probabilística.

7. En el informe hidrológico correspondiente al “Estudio Geológico,Geotécnico Hidrológico y de Hidráulica Fluvial Para el Reforza-miento y Ampliación del Puente Reque” (MTC – Año 2005), utilizanun registro de aforos para el periodo comprendido entre 1914 a1998; datos que corresponde a las estaciones de aforo Carhua-quero – Racarrumi, lo cual carece de sustento, debido a que desde1914; los datos pertenecen sólo a la estación Carhuaquero. Porlo tanto los caudales máximos del Rio Chancay, utilizados en elcitado estudio, consideran 52 datos de caudales indebidamentetomados para determinar el caudal de diseño en la Ampliación delPuente Reque.

8. Los mayores valores de los caudales resultantes de la modela-ción del proceso Precipitación – Escorrentía, obedece al aporte de16 Sub Cuencas de Aforo, que se han optado para la presente Te-sis, existentes a lo largo del Río Chancay hasta las inmediaciones

del Puente Reque, tales como; Lambayeque, Ferreñafe, Chiclayo,Pucalá, Tinajones, Reque, Pimentel, Puchaca, Tocmoche, Llama,Huambos, Santa Cruz, Chancay Baños, Chugur, Quilcate, Cocha-bamba.

9. El caudal de diseño considerado para la Evaluación Hidráulica esde 2075.00 m3/s, correspondiente a un periodo de retorno de 50



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años. Valor que influye claramente en la velocidad, 3.91 m/s. Datoescogido para iniciar los cálculos de socavación para el HEC – 18.

10. Mediante el modelo hidráulico de simulación de flujo empleandoel programa HEC – RAS, se ha obtenido los niveles de socavaciónlocal, a un determinado periodo de retorno de Tr = 50 años, para elpilar central producto de la ampliación 3.68 metros, y para el pilarantiguo de 7.48 metros, así también se consiguió los parámetroshidráulicos en la sección del Rio Reque.

11. La Cimentación del Pilar Central Antiguo es de 14 a 18m de pro-fundidad, lo cual implica que los niveles mínimos de socavacióncalculada para el Pilar Central Antiguo corresponde a 13.50 me-tros. El nivel de socavación encontrado con el HEC – 18, en ese

Pilar es de 14.913 metros.

12. Por lo expresado anteriormente con el efecto del caudal (2075.00m3/s) y velocidad (3.91 m/s), generados para un periodo de re-torno de 50 años; el Pilar Central Antiguo es susceptible de serafectado por socavación ante un eventual “Fenómeno de MáximasAvenidas” que podría comprometer su estabilidad y permanencia.

13. El Pilar producto de la Ampliación del Puente Reque no presentaproblemas de socavación, ya que el nivel de cimentación del pilares de 28.70 metros, encontrándose remotamente por debajo delos niveles de socavación obtenidos. El nivel de socavación encon-trado con el HEC – 18, en este Pilar es de 13.941 metros.

6. Referencias Bibliográficas

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ESTUDIO DE LOS MÉTODOS DE ANÁLISIS BASADOS EN LA SUPERPOSICIÓN DE LOS COMPONENTES DE SOCAVACIÓN...

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